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低压MOSFET技术参数

来源: 发布时间:2022年05月01日

MOSFET开关基础知识:一般来讲,三极管是电流驱动的,MOSFET是电压驱动的,这样也可以节省系统功耗吧,在做开关管时有一个必须注意的事项就是输入和输入两端间的管压降问题,比如一个5V的电源,经过管子后可能变为了4.5V,这时候要考虑负载能不能接受了,类似的问题还有在使用二极管的时候(尤其是做电压反接保护时)也要注意管子的压降问题。MOSFET的开关速度和Cin充放电有很大关系,使用者无法降低Cin, 但可降低驱动电路内阻Rs减小时间常数,加快开关速度,MOSFET只靠多子导电,不存在少子储存效应,因而关断过程非常迅速,开关时间在10— 100ns之间,工作频率可达100kHz以上,是主要电力电子器件中很高的。场控器件静态时几乎不需输入电流。但在开关过程中需对输入电容充放电,仍需一定的驱动功率。开关频率越高,所需要的驱动功率越大。越来越多模拟信号处理的集成电路可以用MOSFET来实现。低压MOSFET技术参数

由于MOSFET是对称的,所以源极或漏极可以互换。因此,源极端子和基板端子在内部连接,所以MOSFET具有三个端子,而且它们处于相同的电位,这就阻止了任何电流从衬底流向源极。在MOSFET中,我们希望电流从漏极流到源极,因此,我们必须在漏极和源极之间连接一个电池,该电压称为Vds,因为它介于漏极和源极之间。电池的正极增加了漏极端子处的电势,从而增加了漏极和基板之间的耗尽区,因此不会有电流从漏极流到源极,这时候MOSFET处于截止状态,这也称为截止区域。现在,要使电流从漏极流到源极,必须在它们之间建立一个通道。为了创建通道,我们又在栅极和衬底之间连接了一个小电压源。电池正端与栅极相连,该电压称为Vgs,因为它介于栅极和源极之间,衬底是p型半导体,因此,电荷载流子是空穴,但是存在一些自由电子作为少数电荷载流子。电池在基板内部产生电场,由于该场衬底中的电子与电场相反地流动,即流向栅极,由于存在绝缘体,这些电子无法从基板流向栅极,因此它们聚集在衬底中的栅极附近。MOSFET中的绝缘体或电介质不单会阻挡电子,还会增加电子上的电荷,从而吸引更多的电子。低压MOSFET技术参数MOSFET在线性区的压控电阻特性亦可在集成电路里用来取代传统的多晶硅电阻。

MOSFET在导通时的通道电阻低,而截止时的电阻近乎无限大,所以适合作为模拟信号的开关(信号的能量不会因为开关的电阻而损失太多)。MOSFET作为开关时,其源极与漏极的分别和其他的应用是不太相同的,因为信号可以从MOSFET栅极以外的任一端进出。对NMOS开关而言,电压 负的一端就是源极,PMOS则正好相反,电压 正的一端是源极。MOSFET开关能传输的信号会受到其栅极—源极、栅极—漏极,以及漏极到源极的电压限制,如果超过了电压的上限可能会导致MOSFET烧毁。MOSFET开关的应用范围很广,举凡需要用到取样持有电路(sample-and-hold circuits)或是截波电路(chopper circuits)的设计,例如类比数位转换器(A/D converter)或是切换电容滤波器(switch-capacitor filter)上都可以见到MOSFET开关的踪影。

常见的MOSFET技术:双栅极MOSFET,双栅极(dual-gate)MOSFET通常用在射频(Radio Frequency,RF)集成电路中,这种MOSFET的两个栅极都可以控制电流大小。在射频电路的应用上,双栅极MOSFET的第二个栅极大多数用来做增益、混频器或是频率转换的控制。耗尽型MOSFET,一般而言,耗尽型(depletion mode)MOSFET比前述的增强型(enhancement mode)MOSFET少见。耗尽型MOSFET在制造过程中改变掺杂到通道的杂质浓度,使得这种MOSFET的栅极就算没有加电压,通道仍然存在。如果想要关闭通道,则必须在栅极施加负电压。耗尽型MOSFET的应用是在“常闭型”(normally-off)的开关,而相对的,加强式MOSFET则用在“常开型”(normally-on)的开关上。MOSFET的重点参数有:金属—氧化层—半导体电容。

各种常见的MOSFET技术:双栅极MOSFET:双栅极(dual-gate)MOSFET通常用在射频(Radio Frequency,RF)集成电路中,这种MOSFET的两个栅极都可以控制电流大小。在射频电路的应用上,双栅极MOSFET的第二个栅极大多数用来做增益、混频器或是频率转换的控制。耗尽型MOSFET,一般而言,耗尽型(depletion mode)MOSFET比增强型(enhancement mode)MOSFET少见。耗尽型MOSFET在制造过程中改变掺杂到通道的杂质浓度,使得这种MOSFET的栅极就算没有加电压,通道仍然存在。如果想要关闭通道,则必须在栅极施加负电压。耗尽型MOSFET较大的应用是在“常闭型”(normally-off)的开关,而相对的,加强式MOSFET则用在“常开型”(normally-on)的开关上。MOSFET的重要部位有哪些?低压MOSFET技术参数

MOSFET在数字信号处理上主要的成功来自CMOS逻辑电路的发明。低压MOSFET技术参数

截止:漏源极间加正电源,栅源极间电压为零。P基区与N漂移区之间形成的PN结J1反偏,漏源极之间无电流流过。导电:在栅源极间加正电压UGS,栅极是绝缘的,所以不会有栅极电流流过。但栅极的正电压会将其下面P区中的空穴推开,而将P区中的少子—电子吸引到栅极下面的P区表面当UGS大于UT(开启电压或阈值电压)时,栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度,使P型半导体反型成N型而成为反型层,该反型层形成N沟道而使PN结J1消失,漏极和源极导电。值得一提的是采用平面式结构的功率MOSFET也并非不存在,这类元件主要用在高级的音响放大器中。平面式的功率MOSFET在饱和区的特性比垂直结构的MOSFET更好。垂直式功率MOSFET则取其导通电阻(turn-on resistance)非常小的优点,多半用来做开关切换之用。低压MOSFET技术参数

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